IP路由

IP路由（共9篇）

IP路由 篇1

0 引言

IP路由技术是TCP/IP体系结构的核心技术之一, 也是重点难点, 只有掌握IP路由技术, 才能理解网络中数据通信的过程。高职学生在学习过程中难以深入理解, 因此笔者根据高职学生特点, 根据职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求, 选取教学内容, 教、学、做结合, 突出实践能力的培养, 让学生在完成实验的过程中加深对知识的理解, 在此拟就IP路由技术的教学内容及方法进行探讨。

1 IP路由技术

IP协议是一个数据报运输系统, 类似邮政系统。一个IP数据报就像一封信, 有固定的格式, 有收信人、发信人地址。互连各种网络的路由器类似邮政局, 是各种数据报的集散地。路由就像发信, 找到地图上的一条路, 把信送出去, 它包含选择路由 (路径) 、发送IP数据报两个动作。

1.1 选择路由

邮递员投递信件时要用到地图 (可能已经记在脑中) , 同样, 主机、路由器的IP软件在传送数据报时也要用到类似地图的路由表。

(1) 路由表

路由表是记录到达何处应该向哪里传送数据报的路由记录 (路径) 的集合。就像地图上有很多条路一样, 路由表可能含有多条路由记录。每个主机、路由器都有路由表, 通过查找路由表, 它们才能认清到达目的主机的“路”。

路由表包含一些什么内容呢?让我们来看下面的图1所示的例子:

图1中路由器1的简化路由表如表1。

假设主机B安装的是WINDOWS 2000 SERVER操作系统, 并且已经安装TCP/IP协议, 设置好图1中的IP地址, 则用ROUTE PRINT命令输出的主机的路由表如表2。

单词Network Destination、Netmask、Gateway、Interface、Metric的中文意思是:目标网络、网络掩码、网关、接口、跃点数。跃点数表示要到达指定的网关要经过的跃点数。跃点数表明到达目标位置的相对成本 (类似要到达海关要经过几个汽车站) , 常用指标为跃点, 或到达目标位置所通过的路由器数目。如果有多个相同目标位置的路由, 跃点数最低的路由为最佳路由。

(2) 路由表的建立

要建立路由表得有个依据, 邮递员投递信件选择路的依据可能是地图上距离的远近, IP建立路由表的依据是路由协议。

路由协议有静态路由协议和动态路由协议两类, 因特网采用的是动态路由协议。动态路由协议分为内部网关协议 (IGP) 和外部网关协议 (EGP) 。自治系统内部 (例如一个公司或大学的网络内) 采用的路由协议称为内部网关协议, 常用的有RIP、OSPF;自治系统之间采用的路由协议称为外部网关协议, 常用的是BGP和BGP-4。

静态路由是由管理人员手工配置的路由记录, 它直接告诉路由器, 到哪个网络应该走哪条路 (哪一站) 到达。

RIP协议 (路由信息协议) 是因特网中常用的路由协议, 采用距离向量算法, 距离是到达目标网络需要经过的路由器个数 (跳数) , 跳数越少距离越近。路由器收集所有可到达目的地的不同路由, 选择并保存到达每个目的地的最少跳数的路由信息----从而构造路由表。同时路由器也把所收集的路由信息用RIP协议通知相邻的其它路由器。这样, 正确的路由信息逐渐扩散到了全网。RIP使用非常广泛, 它简单、可靠, 便于配置。但是RIP只适用于小型的同构网络, 因为它允许的最大跳数为15, 任何超过15跳的目的地均被标记为不可达;而且RIP每隔30秒广播一次路由信息, 容易给网络造成广播风暴。

0SPF协议 (开放式最短路径优先协议) 是一种基于链路状态的路由协议。在同一自治系统内, 0SPF路由器与所有其它路由器交换信息, 从而建立、维持一个链路状态数据库, 频繁的信息交换使该数据库能在全网范围内保持一致, 这个数据库实际上就是整个互连网的拓扑结构图 (类似标注了路程距离的地图) 。链路状态则包括所有接口和度量等信息。0SPF路由器根据链路状态数据库、度量标准 (费用、距离、时延或带宽等) 及最短通路算法计算出路由表。OSPF将一个大规模自治系统网络再划分为区, 当源主机和目的主机在同一区时, 采用区内路由选择, 否则采用区间路由选择, 这就大大减少了网络开销, 并增加了网络的稳定性。当一个区内的路由器出了故障时并不影响自治系统内其它区路由器的工作, 这也给网络的管理、维护带来方便。

路由表的有些路由记录是主机、路由器的TCP/IP协议族初始化时缺省生成的, 有些路由记录是系统管理员手工添加的, 有些路由记录是由路由协议自动更新的。

(3) 选择路由

选择路由就好像在地图上选择一条路, 为投递信件, 邮递员要选择一条到收信人地址的较近的路, 而外地信件将送到飞机场或火车站等, 通过飞机或火车送到外地邮政局。

为了将IP数据报送出, IP在路由表中搜索与目标IP地址最匹配的路由。按最长匹配原则, 从最精确的路由到最不精确的路由, 按以下顺序排列:直连网络 (直连路由) 、与目标IP地址匹配的路由 (主机路由) 、与目标IP地址的网络地址匹配的路由 (网络路由) 、默认路由。

1.2 转发IP数据报

IP数据报类似邮政系统的邮件。信件有本地和外地之分, 本地的信件可直接投递, 外地的信件必须投递到外地邮政局, 经由他们再投递, 直到信件到达目的地。数据报的传送过程也类似, 有直接传送和间接传送两种方式, 当源主机 (或路由器) 和目的主机处在同一网络 (子网) 时, 数据报就可直接传送到目的主机, 否则只能采用间接传送方式, 将数据报传送到一个路由器再转发。

1.2.1 IP数据报处理过程

(1) 在源主机上, 传输层向网络层用TCP段或UDP消息的形式传送源数据。在网络层, IP软件使用自己的IP地址 (源主机地址) 、目标主机的IP地址及上层的源数据装配IP数据报。采用上面提到的路由选择算法选择一条路由发送 (要么直接传送, 要么间接传送) 。

(2) 在路由器上, IP也是用上面提到的路由选择算法选择路由。对一个需要转发的IP数据报, 进行图2所示的流程处理。

需要注意的是:图2中ARP解析过程通常不认为是路由的一部分;最后一个路由器将使用直接传送方式把数据报传送给目的主机。

(3) 在目标主机上, IP软件对到达的数据报进行处理。如果IP报头校验和失效、目的IP地址不在本主机, IP数据报将被丢弃;否则接收该IP数据报, 并将它传给相应的高层协议软件处理。

1.2.2 举例

(1) 假设在图1中主机B要发送数据给主机F, 其过程如图3 (直接传送) 。

路由器2直接连接网络2和网络3, 因此, 路由器2能将数据报直接发往连在这两个网络上的任何目的主机, 包括主机F。路由器的路由表所记录的每个目的地都是一个网络, 而不是一个单独的主机, 因为一个大型网络中的主机数可能是成千上万台, 使用网络作为目的地可以使路由表变得较小。

2 IP路由实验

(1) 用实物建立图1所示网络 (也可用PC机安装Windows2000 Server来模拟路由器, 还可以用Boson NetSim模拟软件来实验) 。

(2) 配置图1中各网段主机的IP地址、子网掩码、网关。

(3) 配置路由器

(1) 静态路由

在路由器1上配置:

(4) 数据传送实验

(1) 在主机B发送IP数据报到主机A (使用PING 10.0.0.2命令) ;

(2) 在主机B发送IP数据报到主机F (使用PING 30.0.0.3命令) ;

如果显示类似以下信息则发送成功:

(5) 路由跟踪实验

(1) 查看路由 (在路由器上使用show ip route命令) ;

(2) 在主机B跟踪到主机A的路由 (使用TRACERT 10.0.0.2命令) ;

(3) 在主机B跟踪到主机F的路由 (使用TRACERT 30.0.0.3命令) ;

3 结束语

网络发展日新月异, 熟练掌握IP路由技术, 将能胜任互连网络规划、安装、管理、维护等工作, 为学生的就业产生积极作用。

参考文献

[1]杨斌.计算机网络基础与应用[M].北京:中国铁道出版社.2008.

[2]谢希仁.计算机网络 (第5版) [M].北京:电子工业出版社.2008.

[3]乔正洪, 葛武滇.计算机网络技术与应用[M].北京:清华大学出版社.2008.

[4]胡道元.网络设计师教程[M].北京:清华大学出版社.2001.

[5]熊桂喜等译.计算机网络 (第3版) [M].北京:清华大学出版社.2001.

IP路由 篇2

DHCP是路由器的一个特殊功能，使用DHCP功能可以避免因手工设置IP地址及子网掩码所产生的错误。

(1)单击“开始”按钮中的“控制面板”，在“控制面板”窗口中打开“网络连接”，右键单击“本地连接”，选择“属性”选项，在属性对话框中双击“Internet协议(TCP/IP)”，单击“自动获得IP地址”，单击“确定”;

(2)在路由器管理界面单击左侧的“DHCP服务器”选项，在弹出的“DHCP设置”窗口中，单击“启用”按钮。“地址池开始地址”和“地址池结束地址”选项IP地址的第4段是用户可以任意输入的部分。我们可以分别输入100、200(需要注意的是输入的开始地址必需小于结束地址，而且开始地址不能是0、1，结束地址不能是255);

(3)设置完毕后单击“保存”按钮。关闭计算机和路由器，断开电源后重新打开，再次启动计算机即可。

二、手动设置IP地址

(1) 单击“开始”按钮中的“控制面板”，在“控制面板”窗口中打开“网络连接”，右键单击“本地连接”，选择“属性”选项，在属性对话框中双击“Internet协议(TCP/IP)”;

(2)单击“使用下面的IP地址”，输入IP地址192.168.1.X(X范围2-254)、子网掩码255.255.255.0、默认网关192.168.1.1，确定即可。

延伸阅读：路由器安装的几点注意事项

1.这种是你们一台机子上网的接法，只能接一台电脑上网，上网前要通过拨号软件进行拨号之后才可上网，(没有路由器)

2.这个同一时间只能一台电脑上网，也就是只有拨号那台机子能上网，同一时刻只有一台机子可以拨号成功，另外的机子不能上网。注意：上网前也要通过拨号软件进行拨号才可上网，(路由器不需要配置)

3.这个4台电脑同时可以上网，这种是我们需要的接法。连接好后，需要对路由器进行配置，上网时不需要用拨号软件进行拨号了，开电脑直接可以上网，下面我来介绍怎么进行配置。

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IP组播技术及相关路由协议 篇3

1 IP组播技术概述

1.1 IP组播技术的概念

IP组播(也称多址广播或多播)技术,是一种允许一台或多台主机(组播源)发送单一数据包到多台主机(一次的,同时的)的TCP/IP网络技术。组播是一种数据包传输方式,当有多台主机同时成为一个数据包的接受者时,出于对带宽和CPU负担的考虑,组播成为了一种最佳选择。在网络音频/视频广播的应用中,当需要将一个节点的信号传送到多个节点时,无论是采用重复点对点通信方式,还是采用广播方式,都会严重浪费网络带宽,只有组播才是最好的选择。组播能使一个或多个组播源只把数据包发送给特定的组播组,而只有加入该组播组的主机才能接收到数据包。

1.2 IP组播地址和组播组

IP组播通信必须依赖于IP组播地址,在IPv4中它是一个D类IP地址,范围从224.0.0.0到239.255.255.255,并被划分为本地组播地址、全局组播地址和管理组播地址三类。其中,本地组播地址范围在224.0.0.0~224.0.0.255,这是为路由协议和其它用途保留的地址,路由器并不转发属于此范围的IP包;全局组播地址为224.0.1.0~238.255.255.255,可用于全球范围(如Internet)或网络协议;管理组播地址为239.0.0.0~239.255.255.255,可供组织内部使用,类似于私有IP地址,不能用于公网,可限制组播范围。

使用同一个IP组播地址接收组播数据包的所有主机构成了一个主机组,也称为组播组。一个组播组的成员是随时变动的,一台主机可以随时加入或离开组播组,组播组成员的数目和所在的地理位置也不受限制,一台主机也可以属于几个组播组。此外,不属于某一个组播组的主机也可以向该组播组发送数据包。

2 组成员关系协议IGMP

IGMP协议运行于主机和与主机直接相连的组播路由器之间,IGMP实现的功能是双向的:一方面,通过IGMP协议,主机通知本地路由器希望加入并接收某个特定组播组的信息;另一方面,路由器通过IGMP协议周期性地查询局域网内某个已知组的成员是否处于活动状态(即该网段是否仍有属于某个组播组的成员),实现所连网络组成员关系的收集与维护。通过IGMP,在路由器中记录的信息是某个组播组是否在本地有组成员,而不是组播组与主机之间的对应关系。

到目前为止,IGMP有三个版本。IGMPv1(RFC1112)中定义了基本的组成员查询和报告过程;目前通用的是IGMPv2,由RFC2236定义,在IGMPv1的基础上添加了组成员快速离开的机制;IGMPv3中增加的主要功能是成员可以指定接收或指定不接收某些组播源的报文。以下着重介绍IGMPv2协议的原理。

当同一个网段内有多个组播路由器时,IGMPv2通过查询器选举机制从中选举出唯一的查询器。查询器周期性地发送通用组查询消息进行成员关系查询;主机发送报告消息来响应查询。主机发送报告消息的时间有随机性,当检测到同一网段内有其它成员发送同样的消息时,则抑制自己的响应报文。如果有新的主机要加入组播组,不必等待查询器的查询消息,而是主动发送报告消息。当要离开组播组时,主机发送离开组消息;收到离开组消息后,查询器发送特定组查询消息来确定是否所有组成员都已离开。对于作为组成员的路由器而言,其行为和普通的主机一样,响应其它路由器的查询。通过上述机制,在组播路由器里建立起一张表,其中记录了路由器的各个接口所对应的子网上都有哪些组的成员。当路由器接收到某个组G的数据报文后,只向那些有G的成员的接口上转发数据报文。至于数据报文在路由器之间如何转发则由路由协议决定,不是IGMP协议的功能。

3 组播路由协议

3.1 组播路由的分类

组播路由可以分为两类:源分发树(Source Tree)和共享分发树(Shared Tree)。源分发树是指以组播源作为树根,将组播源到每一个接收者的最短路径结合起来构成的转发树。由于信源树使用的是从组播源到接收者的最短路径,因此也称为最短路径树(Shortest Path Tree,SPT)。对于某个组,网络要为任何一个向该组发送报文的组播源建立一棵树。共享分发树以某个路由器作为路由树的树根,该路由器称为汇集点(RP),将RP到所有接收者的最短路结合起来构成转发树。使用共享分发树时,对应某个组,网络中只有一棵树。所有的组播源和接收者都使用这棵树来收发报文,组播源先向树根发送数据报文,之后报文又向下转发到达所有的接收者。

源分发树的优点是能构造组播源和接收者之间的最短路径,使端到端的延迟达到最小;但是付出的代价是,在路由器中必须为每个组播源保存路由信息,这样会占用大量的系统资源,路由表的规模也比较大。共享分发树的最大优点是路由器中保留的状态数可以很少,缺点是组播源发出的报文要先经过RP,再到达接收者,经由的路径通常并非最短,而且对RP的可靠性和处理能力要求很高。

3.2 组播路由协议

与单播路由一样,组播路由也分为域内和域间两大类。域内组播路由目前已经发展的相当成熟,域间组播目前仍然处于研究和试验阶段。在众多的域内路由协议中,PIM-DM(密集模式协议无关组播)和PIM-SM(稀疏模式协议无关组播)目前应用最多的协议。

3.2.1 PIM-DM(密集模式协议无关组播)

PIM-DM协议使用了反向路径组播机制来构建分布树。PIM不依赖于网络中的单播路由协议和所有的密集模式路由协议一样也是数据驱动的。在PIM-DM域中,运行PIM-DM协议的路由器周期性的发送Hello消息,发现邻接的PIM路由器,进行叶子网络、叶子路由器的判断,并且负责在多路访问网络中选举指定路由器(DR)。

PIM-DM协议使用下面的假设:当组播源开始发送组播数据时,域内所有的网络节点都需要接收数据,因此采用"扩散/剪枝"的方式进行组播数据包的转发。组播源开始发送数据时,沿途路由器向除组播源对应的RPF接口之外的所有接口转发组播数据包。这样,PIM-DM域中所有网络节点都会收到这些组播数据包。为了完成组播转发,沿途的路由器需要为组G和源S创建相应的组播路由项(S,G)。(S,G)路由项包括组播源地址、组播组地址、入接口、出接口列表、定时器和标志等。

3.2.2 PIM-SM(稀疏模式协议无关组播)

在PIM-SM域中,运行PIM-SM协议的路由器周期性的发送Hello消息,用以发现邻接的PIM路由器,并且负责在多路访问网络中进行DR的选举。这里,DR负责为与其直连的组成员向组播树根节点的方向发送“加入/剪枝”消息,或是将直连组播源的数据发向组播分发树。

PIM-SM通过建立组播分发树来进行组播数据包的转发。组播分发树分为两种:以组G的RP为根的共享树和以组播源为根的最短路径树。PIM-SM通过显式的加入/剪枝机制来完成组播分发树的建立与维护。

PIM-SM中还涉及到RP的选择机制。在PIM-SM域内配置了一个或多个候选自举路由器。使用一定的规则从中选出自举路由器。PIM-SM域中还配置有候选RP路由器,这些候选RP将包含了它们地址及可以服务的组播组等信息的报文单播发送给自举路由器,再由BSR定期生成包括一系列候选RP以及相应的组地址的“自举”消息。“自举”消息在整个域中逐跳发送。路由器接收并保存这些“自举”消息。若DR从直连主机收到了IGMP加入报文后,如果它没有这个组的路由项,将使用hash算法将组地址映射到一个候选RP。然后朝RP方向逐跳组播“加入/剪枝”消息。若DR从直连主机收到组播数据包,如果它没有这个组的路由项,也将使用hash算法将组地址映射到一个候选RP,然后将组播数据封装在注册消息中单播发送到RP。

结束语

六条路由器IP地址原理 篇4

◆0: 保留

◆1-126: A 类 ( 网络地址 :1 字节，主机地址 :3 字节 )

◆127: 保留

◆128-191: B 类 ( 网络地址 :2 字节，主机地址 :2 字节 )

◆192-223: C 类 ( 网络地址 :3 字节，主机地址 :1 字节 )

◆224-255: 保留

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IP路由 篇5

(1) IP协议概述。

网际协议或互联网协议 (Internet Protocol, IP) 是用于报文交换网络的一种面向数据的协议, 是网络层通信的标准协议, 它负责提供基本的数据封包传送功能, 让每一块数据包都能够到达目的主机, 但不检查是否被正确接收。与IP协议配套使用的还有四个协议:地址解析协议ARP、逆地址解析协议RARP、网际控制报文协议ICMP、网际组管理协议IGMP。

(2) 虚拟互连网络中IP数据报的传输。

如一个互联网中的源主机要把一个IP数据报发送给目的主机。根据分组交换的存储转发的概念, 源主机先要查找自己的路由表, 看目的主机是否就在本网络上。如果是, 则不需要经过任何路由器而是直接交付, 任务就完成了。如果不是, 则必须把IP数据报发送给某个路由器A。A在查找了自己的路由表后, 知道应当把数据报转发给路由器B进行间接交付。这样一直转发下去, 最后由路由器C知道自己是和目的主机连接在同一个网络上, 不需要再使用别的路由器转发了, 于是就把数据报直接交付给目的主机。而各个网络之间可以是异构的。

(3) IP地址。

IP地址是为每个网络连接 (网卡) 分配一个在全世界范围内惟一的标识。报文头中的源IP地址、宿IP地址分别表示源主机、目的主机的IP逻辑地址。

IP地址长度为32比特, 由网络号、主机号组成, 常用的IP地址有A类、B类、C类地址, 路由器就根据IP地址进行寻址。

现在的国际互联网普遍的采用了IP协议。而现在正在网络中运行的IP协议是IPv4;IPv6 为IPv4的后续的一个版本。互联网现在正慢慢的耗尽IP地址, 而IPv6的出现解决了这个问题, 与IPv4的32位的地址相比较而言, IPv6拥有128位的地址空间可以提供比前者多很多的地址。

(4) IP层转发分组。

在TCP/IP系统中, 选路是指在网络中选择一条用于传送IP数据包路径的过程。路由器是承担选路任务的网络设备。用于决策选路的信息称为IP选路信息。路由器使用IP选路信息, 对所传输的IP数据包进行IP转发。

由于Internet是由许多不同的物理网络连接而成的, 加入Internet的计算机在与其他入网计算机通信时, 发送信息的源计算机可能与接收信息的目的计算机在同一个物理网络中;也可能不在同一个物理网络 (如以太网) 中。IP数据包在从源计算机发送到网络上后, 根据上述两种不同情况, 被传递到目的计算机时也有两种方式:直接交付和间接交付。

①直接交付:

IP数据包被直接交付时不需要经过路由器。因为在运行TCP/IP协议的以太网中, 入网的计算机TCP/IP协议族的ARP协议软件, 会帮助查询到本物理网络中其他计算机的MAC地址, 使IP数据包可以直接从源计算机传递到目的计算机。

②间接交付:

当送出IP数据包的源计算机与接收数据包的目的计算机不在同一个物理网络时, 就需要借助跨接不同物理网络的路由器实现间接交付。特别是当源计算机与目的计算机被多个物理网络隔开, 且它们之间可能有多条信息传输路径时, IP数据包的间接交付不但需要借助多台路由器, 还有一个选择最佳路径的问题。

2 路由选择协议

2.1 路由原理

当IP子网中的一台主机发送IP分组给同一IP子网的另一台主机时, 它将直接把IP分组送到网络上, 对方就能收到。而要送给不同IP于网上的主机时, 它要选择一个能到达目的子网上的路由器, 把IP分组送给该路由器, 由路由器负责把IP分组送到目的地。

路由动作包括两项基本内容:寻径和转发。寻径即判定到达目的地的最佳路径, 由路由选择算法来实现。路由选择算法将收集到的不同信息填入路由表中, 根据路由表可将目的网络与下一站 (nexthop) 的关系告诉路由器。路由器间互通信息进行路由更新, 更新维护路由表使之正确反映网络的拓扑变化, 并由路由器根据量度来决定最佳路径。这就是路由选择协议 (routing protocol) , 例如路由信息协议 (RIP) 、开放式最短路径优先协议 (OSPF) 和边界网关协议 (BGP) 等。

转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组。路由器首先在路由表中查找, 判明是否知道如何将分组发送到下一个站点, 如果路由器不知道如何发送分组, 通常将该分组丢弃;否则就根据路由表的相应表项将分组发送到下一个站点, 如果目的网络直接与路由器相连, 路由器就把分组直接送到相应的端口上。这就是路由转发协议 (routed protocol) 。

2.2 路由协议

典型的路由选择协议有静态路由选择策略与动态路由选择策略。静态路由选择的特点是简单和开销小, 但不能及时适应网络状态的变化。对于很简单的小网络, 完全可以采用静态路由选择, 用人工配置每一条路由。动态路由选择的特点是能较好地适应网络状态的变化, 但实现起来较为复杂, 开销也比较大, 因此, 动态路由选择适用于较复杂的大网络。

根据是否在一个自治域内部使用, 动态路由协议分为内部网关协议 (IGP) 和外部网关协议 (EGP) 。自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议, 常用的有RIP、OSPF;外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择, 常用的是BGP和BGP-4。

(1) RIP协议。

RIP协议最初是为Xerox网络系统的Xerox parc通用协议而设计的, 是Internet中常用的路由协议。RIP采用距离向量算法, 所以也称为距离向量协议。路由器收集所有可到达目的地的不同路径, 并且保存有关到达每个目的地的最少站点数的路径信息, 除到达目的地的最佳路径外, 任何其它信息均予以丢弃。同时路由器也把所收集的路由信息用RIP协议通知相邻的其它路由器。这样, 正确的路由信息逐渐扩散到了全网。

RIP使用非常广泛, 它简单、可靠, 便于配置。但是RIP只适用于小型的同构网络。而且RIP每隔30s一次的路由信息广播也是造成网络的广播风暴的重要原因之一。此外, 它还有慢收敛的问题, 即好消息传播快, 坏消息传播慢。

(2) OSPF协议。

20世纪80年代中期, RIP已不能适应大规模异构网络的互连, OSPF随之产生。它是网间工程任务组织 (1ETF) 的内部网关协议工作组为IP网络而开发的一种路由协议。

OSPF是一种基于链路状态的路由协议, 需要每个路由器向其同一管理域的所有其它路由器发送链路状态广播信息。在OSPF的链路状态广播中包括所有接口信息、所有的量度和其它一些变量。利用OSPF的路由器首先必须收集有关的链路状态信息, 并根据一定的算法计算出到每个节点的最短路径。

(3) BGP协议。

BGP是为TCP/IP互联网设计的外部网关协议, 用于多个自治域之间。它既不是基于纯粹的链路状态算法, 也不是基于纯粹的距离向量算法。它的主要功能是与其它自治域的BGP交换网络可达信息。各个自治域可以运行不同的内部网关协议。BGP更新信息包括网络号/自治域路径的成对信息。自治域路径包括到达某个特定网络须经过的自治域串, 这些更新信息通过TCP传送出去, 以保证传输的可靠性。

2.3 新一代路由器

由于多媒体等应用在网络中的发展, 以及ATM、快速以太网等新技术的不断采用, 网络的带宽与速率飞速提高, 传统的路由器已不能满足人们对路由器的性能要求。

新一代路由器使用转发缓存来简化分组的转发操作。在快速转发过程中, 只需对一组具有相同目的地址和源地址的分组的前几个分组进行传统的路由转发处理, 并把成功转发的分组的目的地址、源地址和下一网关地址放入转发缓存中。当其后的分组要进行转发时, 应先查看转发缓存, 如果该分组的目的地址和源地址与转发缓存中的匹配, 则直接根据转发缓存中的下一网关地址进行转发, 而无须经过传统的复杂操作, 大大减轻了路由器的负担, 达到了提高路由器吞吐量的目标。

参考文献

[1]谢希仁.计算机网络 (第5版) [M].北京:电子工业出版社, 2008.

IP路由 篇6

1 策略路由

路由器的工作过程是对要转发的数据进行分析, 然后和路由表中的记录进行比对, 从而决定数据从哪个端口进行发送, 这种工作过程很大程度依赖路由表, 在路由表中的记录中, 将会包含目的网络等相关信息。策略路由的工作机制不同, 它不仅可以根据传统方式中的目的网络信息来选择路由, 还要以根据源IP地址、目的IP地址、应用、报文大小、网络协议等来选择合适的路由。网络管理员可以根据当前网络实际情况, 来指定策略路由。策略路由使用灵活, 更能适合当前复杂网络的需求。策略路由的应用能够节省费用, 还能为不同的数据流提供不同的服务质量, 从而提高网络的利用率, 平衡网络负载。

2 具体实现

2.1 网络环境

网络拓扑结构图如下图:

路由器接口信息如表1。

2.2 实际需求

在R3中使用策略路由, 源地址为192.168.4.10的数据经路由器存储转发后, 通过IP为192.168.2.1的端口, 而源地址为192.168.4.20的数据经路由器存储转发后, 通过IP为192.168.5.1的端口。

2.3 实现方法

配置R1、R2、R3接口地址从略。使用OSPF单区域, 配置路由环境, 对R1配置如下:

2.4 验证

在PC2上输入ipconfig/all查看, 得到如下信息:

当把PC2的IP进行改动后, 重复刚才的操作, 可以发现不同源的路由已经发生了改变。

3 存在问题

策略路由的优先级高于路由表, 由管理指定的策略路由往往不一定是最佳路由, 如果不充分考虑网络实际情况, 使用策略路由可能会对网络负载均衡带来负面影响, 降低网络整体性能。

4 结束语

策略路由是一种很灵活的机制, 为管理员按照实际需求指定路由提供一种灵活应用, 恰当地使用策略路由将能弥补普通路由的不足, 更有效更安全地管理网络。

摘要：文章介绍了策略路由的工作机制, 指出了策略路由在复杂网络下的应用具备了节省费用, 能为不同的数据流提供不同的服务质量, 提高网络的利用率, 平衡网络负载, 方便管理员进行管理等诸多优点。并介绍了基于源IP地址的策略路由的配置方法, 对配置进行了测试验证。

关键词：策略路由,网络安全,路由表,负载均衡,服务质量

参考文献

[1]谢希仁.计算机网络[M].4版.北京:电子工业出版社, 2003.

[2]杨家海, 任宪坤, 王沛瑜.网络管理原理与实现技术[M].北京:清华大学出版社, 2000.

[3]左锋.一种基于源地址的策略路由的实现[J].计算机与信息技术, 2008 (3) :68-69.

[4]孙鹏, 陈晓宇, 张永华, 等.多链路传输策略的研究与应用[J].电脑知识与技术, 2012 (18) :4363-4366.

[5]赵叶红.NAT环境下基于连接跟踪信息的策略路由[J].计算机应用, 2006, 26 (7) :1549-1551.

IP路由 篇7

随着视频业务如IPTV、HDTV、VoD等高带宽需求的业务的快速发展, 特别是基于Internet的视频应用和P2P应用的迅猛发展, Internet流量正以一种不可思议的速度迅速增长。相关报告预测到2012年, 全球的IP业务流量将超过40exabytes (1018Bytes) 。许多运营商预计网络业务流量年平均增长率达到50%以上, 按此计算, 六年后的网络带宽需求将是当前网络的10倍以上。

为了满足不断增长的需求, 运营商一直在寻找既可以有效保证业务提供又能减少单位比特成本的方案。高速以太网就是其中一个方案。很多运营商已经在网络中部署了多个10GE链接, 随着10GE捆绑的大量部署, 用更高速的链路减少链路数量, 克服链路捆绑 (LAG) 局限性, 同时简化路由处理和简化MPLS部署已经成为一种趋势, 运营商对于部署100GE显得非常迫切。

虽然在骨干网上部署100GE是必由之路, 但是这对于运营商降低单位比特成本的目标来说远远不够, 毕竟网络边缘的业务是驱动带宽迅速增正的根本原因, 因此在网络边缘的高速以太网显得更加重要, 它不仅可以帮助运营商达到单位比特传输的成本, 同时还可以很好地处理高价值业务如IPTV、企业VPN和移动LTE业务。与核心路由器只需要简单地把流量快速地转发出去不同, 在网络边缘的路由器需要转发速度与多业务支持能力兼顾。只有这样, 才能充分挖掘每比特的价值, 成为流量的经营者, 而不只是作为流量的转发者。

阿尔卡特朗讯的100GE方案

早在2008年底, 阿尔卡特朗讯的100G芯片组FP2已经商用, 用于构建50G IOM3线卡。100GE的标准在2010年定标后不到一个月, 我们即发布了基于FP2芯片组并符合规范的单端口100GE线卡。在业务路由领域的持续创新, 是核心竞争力的体现—与业内一些其他厂商不同, 我们在主要的数据产品线上 (包括7750SR和7450ESS等) , 一直采用自有的网络处理器, 从FP1到FP2, 通过架构与工艺的优化, 不断提升网络处理器的性能, 成为网络边缘提高业务控制能力的坚实基础。

FP2芯片组的出现, 使得城域边缘提前进入到100G的时代, 但随着光进铜退的不断推进, 以及流媒体业务的爆炸性增长, 城域边缘面临的压力急剧增加。在FTTH的场景中, 单个OLT的上行动辄达到几十个G, 占用大量的10GE端口, 城域BNG设备要具备提供高密度的10GE端口的能力。相应的BNG上行带宽也成倍增长, 因此, 100GE端口的数量也要增加。

FP3:高性能业务路由平台的核心

基于上述需求的驱动, 阿尔卡特朗讯在2011年6月再次推出新一代的网络处理器FP3, 突破性的将目前最快速的IP网络性能提升4倍。FP3处理器能够支持400Gb/s的处理能力, 为宽带密集型业务、应用和内容带来新的契机, 并同时降低能耗达50%。

作为新一代IP路由技术的首款产品, FP3处理器可以满足未来对公共和专用的超高性能IP网络的需求。例如, 单个FP3处理器能同时处理70000个高清视频流请求或840万个云会话请求。

FP3网络处理器将在阿尔卡特朗讯的高效能网络 (HLN) 架构中发挥重要作用, 可确保运营商增加容量、降低成本并拓展新的营收渠道。传统的业务路由平台受限于网络处理器的能力, 运营商不得不在性能、功耗、和业务控制颗粒度间做出选择, 通常需要在某些方面做出妥协, 然而上述三个因素对于网络边缘都至关重要, 在FP3的支持下, 网络性能在提升高达4倍的情况下, 仍然能确保对用户和业务进行精细化的控制, 使运营商能够在自有网络上交付新型宽带业务、内容和应用, 并实现更高的可靠及可持续性。未来, FP3处理器将应用在阿尔卡特朗讯高性能IP业务路由系列产品中, 支持城域网、边缘网络及高效能网络的核心架构。

目前100G线卡的构建有多种方式, 可以采用多个10G、20G或者40G芯片组合, 也可以直接使用100G芯片。采用多个芯片构建100G线卡与单芯片100G线卡有很多区别, 采用单芯片构建的100G线卡可以在多个端口之间动态共享资源, 开发单口100GE接口比较容易, 但是采用多个芯片构建的100G线卡就很难提供单口100GE接口, 在各个端口之间要非常细致的进行负载均衡以避免由于资源未能共享而造成的数据处理问题。上海贝尔的100G线卡使用FP2或FP3芯片组构建, 避免了多芯片组合的问题。在即将发布的基于FP3的新的线卡系列中, 将出现单槽位2x100GE的线卡, 和20x10GE的超高密度业务线卡。即在一个标准19英寸机架中, 可提供多达60个100GE端口或600个10GE端口, 不仅如此, FP3的超高性能还将加速400G网络接口的出现, 这表明, 随着阿尔卡特朗讯的持续创新, 运营商将从容面对城域边缘的流量激增和精细化控制的需求。

FP3的突出性能得益于其专为业务路由机制所优化的体系架构—不同于市场上独立芯片厂商所提供的通用型网络处理器, FP系列芯片组来自于内部的处理器设计团队, 从第一代芯片组至今, 该团队一直负责规划处理器路线图, 设计处理器内部的体系架构, 选择处理器制程, 测试性能等一系列工作, 因此, 我们能够完全将业务路由的需求, 贯穿于处理器的设计中。而通用型的网络处理器不得不以牺牲性能为代价来拓展其应用场合, 从而获得更广泛的目标市场。

阿尔卡特朗讯全新100GE接口模块得益于FP系列芯片组的技术创新, 而且在热效率方面进行了优化, 上一代的FP2已经将每GB数据传输的能耗降低到4瓦左右, 与目前广泛部署的10G和40G设备相比有明显改善。而即将部署的FP3芯片组将进一步降低7750SR路由器产品本已非常低的能耗水平, 每GB的功耗降低至2W左右

IP路由 篇8

我单位网络结构:

网络情况简要介绍:中心交换机为avaya p882, 转发能力为108Mbpps, 与互联网相隔离使用东软防火墙Neteye4032, 局域网根据部门和业务划分成不同的VLAN。其中服务器群组使用vlan15, ip段为173.128.15.0/24, interface为173.128.15.1/24, DNS服务器为173.128.15.15/24, 防火墙内口地址为173.128.15.6/24, p882默认路由为0.0.0.0 0.0.0.0 173.128.15.6, 其余的vlan见上图表格所示。

故障现象:网络改造刚完成, 所有访问均正常, 过2个星期后, 出现所有内网机子均不能访问互联网, 内网不同vlan相互之间可以访问, 但变慢, 最后内网不同valn之间访问中断, 相同vlan之间访问正常。检查P882日志无任何异样记录, 重启P882, 所有网络恢复正常, 大约过3-4天又出现相同网络故障。

解决过程:先声明一点, 未进行网络改造前, 我单位使用1个B类网地址, 173.128.0.0/16, DNS服务器为173.128.15.15/16, 防火墙内口地址为173.128.15.6/16。

请厂家来进行诊断和调试:

(1) 怀疑电信网络有问题, 出现故障问题后, 将一台笔记本直接挂在外网, 能正常访问互联网;

(2) 怀疑内网有对交换机和防火墙进行攻击导致, 对内网所有vlan进行抓包, 是有几台机子有发广播现象, 清除这些微机, 故障发生时间会间隔长一些, 还是不能根本解决问题;

(3) 怀疑防火墙有问题, 故障出现时, 防火墙内网口单独接笔记本, 能正常访问互联网;

(4) 怀疑防火墙处理能力有限, 更换一台cisco PIX515, 进行测试, 故障现象照样存在;

(5) 当时怀疑可能核心交换机avaya p882有问题, 要求厂家更换, 几经交涉未果。

请厂家来进行诊断和调试, 先后进行3次, 均未解决, 最长时间坚持2星期, 同样故障出现, 厂家也没有解决手段。

经过一段时间网络运行情况, 大家几乎对这次改造否定时, 我们做了最后一次努力, 如果不成功, 将恢复到原来B类网, 网络改造失败, 工作量大, 影响极坏。

(6) 当时分析, 可能是防火墙和核心交换机之间访问出现环状, 导致网络故障发生。将防火墙内口地址改为173.128.82.6/24, 在p882上单独建一个vlan 82, interface为173.128.82.1/24, , 默认路由改为0.0.0.0 0.0.0.0 173.128.82.6/24, 在vlan82这个段中不允许有客户端存在。

故障彻底消除, 再也未发生这种网络故障。处理后网络概图:

原因分析:经过这次网路故障处理, 查找相关资料, 冷静思考和推敲, 发现这是IP地址重定向的问题。

173.128.15.6/24为防火墙内口地址

P882故障处理前大致配置如下:

客户端网关指向核心交换机, 上网速度奇慢, 甚至中断故障, 而防火墙速度正常。

IP路由 篇9

卫星通信技术发展至今, 传输的业务类型从单一的话音发展成为音视频、数据等多种综合业务。尤其是卫星通信网与地面IP网络的相互融合接入, 传统有线网络上传输的IP视频会议、IP电话、IP数据等多种业务需要通过卫星通信链路进行传输, 卫星通信网各地球站之间需要通过路由器, 实现TCP/I P协议在不同的异构网络之间在I P网络层的互联、互通。

传统的卫星通信网多业务通信常使用静态路由来实现。静态路由是固定的或显示的非适应性路由, 源与目标之间的路由是源节点事先决定的, 不需要协议交互最新的网络状况, 所有路由器中的路由表必须由手工配置。此算法一旦确定, 可保持一段时间不变, 不再对网络流量和拓扑变化作出反应, 故也叫非适应性路由算法。静态路由的特点决定了使用时显得不够灵活, 不易于管理、扩展及维护。动态路由技术可以较好地解决静态路由的缺陷, 动态路由是路由器根据网络系统的运行状况, 选用路由协议提供的功能, 自动学习和记忆网络运行情况, 智能地自动调整路由表。本文以卫星通信中地球站I P业务互联互通模型基础, 论述了典型的BGP动态路由协议在卫星通信IP业务中的应用。

2 动态路由协议的简述

因特网将整个互联网划分为许多较小的自治系统 (AS) , 使用路由器实现它们之间的互联互通。因特网的动态路由协议分为内部网关协议IGP和外部网关协议EGP两大类。内部网关协议是在一个自治系统内部使用的动态路由协议, 典型的有RIP和OSPF协议;外部网关协议是在不同的自治系统之间使用的动态路由协议, 典型的是BGP协议。

所有路由器都支持RIP, OSPF, BGP这三种最典型的动态路由协议, 此外, 还有如IS-IS, IGRP, EI RGP等多种动态路由协议, 本文具体介绍典型的动态路由BGP协议。

BGP (边界网关协议) 是自治系统之间基于距离向量的动态路由协议, 它能够妥善处理好不相关路由域间的多路连接协议。在BGP网络中, 可以将一个网络分成多个自治系统, 自治系统间使用e BGP广播路由, 自治系统内使用i BGP在自己的网络内广播路由。BGP系统的主要功能是和其他BGP系统交换网络可达信息, 这些信息有效地构造了AS互联的拓朴图并由此清除了路由环路, 同时在AS级别上可实施策略决策。BGP使用TCP的179端口用于面向连接的通信 (会话) , 触发Update和Keepalive信息到它的邻居, 以传播和更新BGP路由表。BGP协议具有以下特点:

⊙BGP是一种外部路由协议, 与RIP和OSPF不同, 其着眼点不在于发现和计算路由, 而在于控制路由的传播和选择最好的路由。

⊙BGP使用TCP作为其传输层协议, 提高了协议的可靠性。

⊙BGP支持CIDR (无类别域间选路) , CIDR的引入简化了路由聚合, 减化了路由表。

⊙BGP更新时只发送增量路由, 减少了BGP传播路由占用的带宽。

⊙BGP提供了丰富的路由策略。

3 IP业务互联互通模型

利用一对两点 (点对点) 卫星通信传输链路, 使用带网络功能的宽带信道 (工作在物理层) 、IP加速器及Cisco Series路由器 (选用2800系列的2801型) , 在Cisco路由器实施BPG动态路由协议, 实现卫星地球站之间在IP网络层间的互联互通, 在此基础上, 实现同时传输音视频、数据等多种业务。

卫星地球站IP业务的互联互通模型结构如图1所示, 图中关键设备宽带信道实现信息的调制和解调功能;IP加速器对空间传输链路上的IP报文进行加速, 提高了网络吞吐量;路由器实现IP网络层的互联和互通;以太网交换机实现报文的二层交换;Video视频网络提供视音频网络的接入;Vo I P网络提供IP电话 (传真) 网络的接入;局域网 (IP数据业务为主) 提供以太网的接入。

图1中的宽带信道、IP加速器、以太网交换机都工作在TCP/IP协议族的物理层或数据链路层, 在IP业务传输过程中只做比特流的透明传输或者简单的差错控制, 不具备IP报文的具体寻路工作, 因此, 可以将图1的互联互通模型进行简化经过简化, 如图2所示。

图2中, 路由器之间通过两个网络互联WA N口提供双链路冗余备份的功能。系统启动后, 双链路正常工作, 共同分载传输I P业务的信息流量。只要双链路不同时失效, 不会影响I P业务的传输, 路由器WAN口之间运行动态路由协议 (Dynamic Route Protocol) 。

4 模型规划

参照图1的模型连接设备, 建立卫星通信链路, 参照图2的模型规划配置如下:

(1) 卫星地球站1配置

V L A N1为v i d e o视频网络, 分配19 2.16 8.11.0网段;VLAN2为IP电话网络, 分配192.168.12.0网段;VLAN3为IP数据业务为主的局域网, 分配192.168.13.0网段;路由器为ROU T E R A, 具有两个网络互联口和多个本地互联口 (案例中使用3个分别与VLAN1, VLAN2, VLAN3相连) , 所有互联口都分属于不同的网段, 网络互联口用来实现与对端卫星地球站在空间链路上的WAN互联, 本地互联口用来实现与本地球站网络之间的互联。

(2) 卫星地球站2配置

V L A N1为v id e o视频网络, 分配19 2.16 8.21.0网段;VLAN2为IP电话网络, 分配192.168.22.0网段;VLAN3为IP数据业务为主的局域网, 分配192.168.23.0网段;路由器为ROU T ER B的功能同卫星地球站1的ROUTER A。

5 动态路由协议的应用

卫星通信中BGP动态路由协议应用模型如图3所示。在卫星地球站各自的路由器中分别启动BGP协议, 将模型连接关系划分成两个自治系统。卫星地球站1所在的区域为自治系统100, 卫星地球站2所在的区域为自治系统200, 两个自治系统通过空间通信链路进行连接。

同R IP和OSPF路由表类似, ROUTER A和ROU T ER B除了直连的五个网段外, 还同时由网络互联口FA0/0和FA0/1 (双备份冗余链路) 通过BGP协议得知了与对方路由器直连的三个具体的网段。通过动态路由BGP的配置, 从路由表中得出, 卫星地球站1和2的所有网络之间互相联通, 可以实现IP业务的传输。

6 结束语

动态路由BGP协议完全能够满足当前及今后卫星通信IP业务的需求。目前动态路由已经在某些重点研制型号中得到应用。随着下一代卫星通信网与I P网络的融合、接入, 动态路由协议将在下一代卫星通信地面应用通信系统中得到更加广泛的应用, 具有很强实用性及经济性。

参考文献

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[2]黄传河.网络规划设计师教程.北京:清华大学出版社, 2009

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[4]Jeff Doyle, Jennifer Carrol."Routing TCP/IP"Volume I, Second Edition.北京:人民邮电出版社, 2008